Photoschaltbare Affinitätsliganden: Synthese, Charakterisierung und Applikation in der Proteinaufreinigung

Biospezifischen Wechselwirkungen werden in der Biotechnologie und verwandten Gebieten vor allem dann eingesetzt, wenn Zielmoleküle selektiv und mit hoher Bindungseffizienz aus komplex zusammengesetzten Lösungen extrahiert werden sollen, so z.B. bei der Aufarbeitung biotechnischer Hochwertprodukte, in der Biosensorik oder in der Nano(bio)technologie. Grundlage der Spezifität und Stärke der Bindung ist dabei die räumliche Komplementarität (¿steric fit ) zwischen den Bindungspartnern. Mindestens ebenso wichtig wie die spezifische Bindung ist bei vielen dieser Anwendungen aber auch die kontrollierte Dissoziation der involvierten Moleküle. Da die Bindung durch die räumliche Übereinstimmung der beiden nativen Strukturen vermittelt wird, nutzen konventionelle Elutionstechniken oft extreme pH- und/oder Salzkonzentrationsbedingungen, die eine partielle Denaturierung der Bindungspartner nach sich ziehen und so die Ligand-Protein-Wechselwirkung unspezifisch stören. Dadurch kommt es allerdings auch häufig zu irreversiblen Strukturänderungen in den involvierten Molekülen. Ziel des hier dargelegten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuen, generell einsetzbaren Konzeptes im Bereich der technischen Nutzung von Affinitätswechselwirkungen. Nach diesem Konzept soll es möglich werden, die Interaktion von Affinitätsligand und Zielprotein spezifisch und schonend durch die Verwendung von lichtschaltbaren Liganden zu kontrollieren. In Verbindung mit der Affinitätspräzipitation eröffnet sich damit eine neue Perspektive für die Aufarbeitung empfindlicher therapeutischer Proteinen. Gleichzeitig sind von den Ergebnissen aber auch wesentliche Impulse für andere auf Affinitätsinteraktionen beruhende Techniken zu erwarten.

DFG-Verfahren Sachbeihilfen

Beteiligte Person Dr. Frank Hilbrig